Описание модели фазовращателя

Модель фазовращателя содержит две схемы:

 схему ON;

 схему OFF.

Сами названия схем указывают на то, включена петля или нет. В схеме ON петля включена, а в схеме OFF - выключена.

Обратите внимание на то, что при включенной петле диоды в схеме выключены!

В схеме ON в модели диода PIN2 сопротивление RJ = r_обр , а в схеме OFF - RJ = r_пр - r_S.

Схема фазовращателя приведена на рис.9.

Рис.9. Схема петлевого фазовращателя

Для удобства настройки ряд параметров отрезков микрополосковых линий в схемах ON и OFF описан через окно Global definition.

Экспериментальная часть Описание изучаемой схемы фазовращателя

Схема изучаемого фазовращателя приведена на рис.10.

Фазовращатель выполнен на печатной плате из материала FR4 толщиной 0,8 мм с ε = 4,2, tgδ = 0,02, толщина проводящего слоя составляет 50 мкм.

Рис.10. Схема изучаемого фазовращателя: W₁ = W₂ = 0,95 мм; L₁ = L₂ = 0 мм; W₃ = W₄ = W₆; L₃ = L₄

Вход и выход фазовращателя нагружены на сопротивление 50 Ом. Длины отрезков мпл l3 - l6 могут изменяться в процессе настройки. Ширина линий w3 - w6 также может изменяться.

В схеме используются диоды HSMP3890 фирмы Agilent [3]

Параметры эквивалентной схемы диода приведены в табл.2.

Таблица 2

Параметры диода hsmp3890

Наименование элмента	Параметры диода
CJ	0,22 pF
RJ для схемы ON	2000 Ohm
RJ для схемы OFF	2,5 Ohm
RS	1 Ohm
LS	2 nH
CP	0,08 pF

Выбор рабочей частоты f0 и электрической длины петли φ1 проводится в соответствии с заданным вариантом согласно табл.3. Частота указана в той же таблице. Лабораторное задание

1. Провести расчет волнового сопротивления ρ₁, пользуясь формулой (4).

Таблица 3

Варианты заданий

Номер варианта	1	2	3	4	5
Рабочая частота f0, ГГц	1	1,5	2	2,5	3
φ1, град	180	180	180	180	180
Номер варианта	6	7	8	9	10
Рабочая частота f0, ГГц	1	1,5	2	2,5	3
φ1, град	90	90	90	90	90

2. С помощью блока TXLine вычислить длину L и ширину петли W на частоте f₀ (на рис.10 петля состоит из отрезков МПЛ длиной L₃, L₄ и L₆, ширину петли определяет любой из этих отрезков).

3. С помощью формул (2) и (5) рассчитать электрическую длину шлейфа φ₂ и волновое сопротивление ρ₂.

4. С помощью блока TXLine вычислить длину шлейфа L₅ и ширину W₅ на частоте f₀ (длина шлейфа L₅ на рис.10 соответствует электрической длине шлейфа φ₂).

5. Собрать схему фазовращателя.

6. Сформировать графики для измерения КСВН (VSWR), коэффициента передачи S21 и фазы разряда φ₁ в полосе частот f₀ ± 0,1f₀.

7. Провести анализ фазовращателя.

8. Провести настройку фазовращателя на соответствие следующим требованиям:

 VSWR1 и VSWR2 не более 1,5;

 S21 не менее 0,8 dB;

 φ1 ± 10° для вариантов 1 - 5;

 φ1 ± 5° для вариантов 6 - 10.